DE3406632A1 - Schaltungsanordnung zur automatischen strahlstrombegrenzung einer bildroehre - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur automatischen
• Strahlstrombegrenzung einer Bildröhre Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angeführt ist.
• Ein zu hoher Strahl strom kann bekanntlich in Fernseh-oder Monitorgeräten mit einer Bildröhre zu verschiedenen Ausfällen und Beeinträchtigungen führen. Beispielhaft seien als Folge übermäßige Strahlströme erwähnt, daß die Bildröhre eines Fernsehempfängers ein schlechtes Bild liefern kann, indem sie die Funktionsfähigkeit der Ablenkschaltung beeinträchtigt, den Elektronenstrahl defocussiert und Überstrahlungerscheinungen verursacht.
• Weiterhin können durch Überschreitung der zulässigen Strombelastbarkeit der Bildröhre die Bildröhre selbst und zugeordnete Schaltungskomponenten beschädigt werden.
• Im Extremfall führt ein zu hoher Strahl strom zum Einbrennen des Leuchtpunktes am Bildschirm.
• Es ist üblich, automatisch wirkende Strahlstrom- oder Helligkeitsbegrenzungsschaltungen mittels aktiver Steuerelemente zu verwirklichen. Ein Beispiel dafür stellt die in der DE-PS 28 19 775 beschriebene Schaltungsanordnung zur automatischen Strahlstrombegrenzung einer Bildröhre dar, bei der von der Ausgangselektrode des aktiven Stromleitungselementes (Transistor) zu einer Eingangselektrode ein Gleichstromgegenkopplungszweig geführt ist, welcher derart bemessen ist, daß er bei Unterschreiten des Grenzwertes den dynamischen Aussteuerbereich des aktiven Stromleitungselementes bestimmt und einen Gegenkopplungsstrom liefert, welcher dem über den Grenzwert hinausgehenden zusätzlichen Strahlstrombedarf proportional ist und der Eingangselektrode des aktiven Stromleitungselementes zur Bestimmung von dessen Arbeitspunkt innerhalb des dynamischen Aussteuerbereiches sowie der Bildröhre als zusätzlicher Strahlstrom zugeführt wird.
• Durch diese Schaltungsanordnung lasSen sich der Schwellwert für den Einsatz der Strahlstrombegrenzung einerseitsund der dynamische Regelbereich der Strahlstrombegrenzung andererseits weitgehend unabhängig voneinander bestimmen.
• Bekanntlich weisen jedoch aktive Leitungselemente in Bezug auf den Einsatz zur Strahlstrombegrenzung Nachteile auf, die zum einen darin zu sehen sind, daß zur Ansteuerung des aktiven Elementes eine Reihe von Bauelementen notwendig ist,und zum anderen der Arbeitspunkt des aktiven Elementes definiert bestimmt werden muß, umd die gewünschte Regelcharakteristik zu erreichen.
• Wesentlich vorteilhafter sind gegenüber den Strahlstrombegrenzungsschaltungen mit aktivem Steuerelement jene mit passiven Diodenanordnungen. Eine einfach aufgebaute Strahlstrombegrenzungsschaltung dieser Art ist z.B. aus dem Fachbuch "Elektronik Taschenbuch", Band II, von Dr.-Ing. F. Stejskal, 7. und 8. Auflage 1977, Seiten 186 bis 188,bekannt. Bei der dort vorgesehenen Strahlstrombegrenzungsschaltung ist als Uberlastungsschutz eine Diode im Videosignal-Ansteuerweg der Katode der Bildröhre vorgesehen. Der Strahlstrom fließt von der Katode über eine Längsinduktivität und einen gegen Masse geschalteten Widerstand zur Masse. Bei zu hohem Strahl strom ist der Spannungsabfall an dem Längswiderstand des Spannungsteilers so groß, daß die an dem Verbindungspunkt in den Videosignalweg geschaltete Diode gesperrt wird. Mithin können über eine Zeitlang über die Diode keine Videosignale mehr in die Bildröhre gelangen. Das Videosignal gelangt jedoch über einen parallel zur Diode geschalteten Kondensator an die Bildröhre. Da der Kondensator den Mittelwert des Stroms nicht ändert, wird auf diese Weise der mittlere Strahl strom auf einen festen Wert geklemmt (Schwarzwerthaltung).
• Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Strahlstrombegrenzungsschaltung eingangs genannter Art unter Verwendung passiver Bauelemente so zu gestalten, daß sie, wie die bekannten aktiven Strahlstrombegrenzungsschaltungsanordnungen, direkt auf die Kontrast- und Helligkeitsregler einwirkt und gleichzeitig den Strahlstrom als solchen begrenzt.Durch die Verwendung passiver Bauelemente wird eine besonders preisgünstige, für die Serienfertigung leicht zu handhabende Lösung angestrebt.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach der im Patentanspruch 1 wiedergegebenen technischen Lehre gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung teilweise in Blockform dargestellt ist und eine Strahlstrombegrenzungsschaltung gemäß der Erfindung in einem Farbfernsehempfänger darstellt.
• Auf eine Darstellung jener Schaltungskomponenten des Farbfernsehempfangsgerätes, die dem Fachmann geläufig sind und keinen Einfluß auf die Ausbildung der Strahlbegrenzungsschaltung haben, wird verzichtet.
• Der mit K und H symbolisch festgelegte Steuereingang für den nicht dargestellten Kontrast- und Helligkeitsregler wirkt in bekannter Weise auf das Leuchtdichtesignal ein. Der Steuereingang H ist über einen Widerstand 7 an eine konstante Spannungsquelle U1, der Steuereingang K für Kontrast über einen Widerstand 8 an eine konstante Spannungsquelle U2 angeschlossen. Die beiden Widerstände 7 und 8 sind so dimensioniert, daß ein bestimmtes Spannungspotential als Stellgröße für die Kontrast- und Helligkeitsregler über die Anschlüsse H und K an diesen anliegen. In Serie mit dem Widerstand 7 hinter dem Verbindungspunkt, an dem der Abgriff H anliegt, ist eine Diode 1 und in Serie mit dem Widerstand 8 hinter dem Abgriff K eine Diode 2 in Durchlaßrichtung geschaltet, d.h. die Anoden sind jeweils mit den Verbindungspunkten H und K und die Katoden der beiden Dioden 1 und 2 miteinander und mit einem gegen Masse geschalteten Ladeelektrolytkondensator 3 verbunden. Der Elektrolytkondensator 3 wird von einer Spannungsquelle U3 über einen Widerstand 4 mit einem konstanten Ladestrom aufgeladen. Dieser Strom entspricht dem Sollwert des Strahlstroms. Parallel zum Elektrolytkondensator 3 ist ferner eine Zenerdiode 5 zur Festlegung eines Schwellenwertes angeordnet, die mit ihrer Anode an Masse und mit der Katode am Ladekondensator angeschlossen ist. Ein Gleichspannungseingang der Hochspannungsquelle 6 ist mit dem Ladekondensator 3 und über den Widerstand 4 mit der Spannungsquelle U3 gekoppelt. Die Hochspannungsquelle ist über den Eingang A mit der Horizontalablenkschaltung und hier mit dem Zeilentransformator verbunden.
• Der Ausgang B ist an die Anode der Bildröhre angeschlossen.
• Bei der Hochspannungsquelle 6 handelt es sich um eine Kaskadenschaltung üblicher Bauart, deren Fußpunkt gleichstrommäßig durch die Kondensatoranordnung auf ein bestimmtes Potential gelegt ist.
• Mit dem Widerstand 4 und der Spannungsquelle U3 wird der Sollwert des Strahlstroms fest eingestellt. Die Schaltung ist so dimensioniert, daß die Spannung der Zenerdiode so groß ist, daß die Dioden 1 und 2 im Normalbetrieb sperren.
• Sie darf jedoch nicht zu groß sein, damit ein rasches Einsetzen der Begrenzung möglich ist. Der über die Dioden 1 und 2 fließende zusätzliche Ladestrom 1HK soll durch eine angepaßte Dimensionierung sehr klein gegenüber dem Strahlstrom-Sollwert 1soll sein, damit der Einfluß dieses Stroms auf den eingestellten Sollwert gering ist.
• Hierdurch wird eine optimale Regelsteilheit der Strahlstrombegrenzung erzielt.
• Die Wirkungsweise soll anhand zweier Betriebszustände näher beschrieben werden.
• 1. Der Strahlstrom ist kleiner als der Maximalwert, d.h., der Strahl strom ist in diesem Fall kleiner als 1HK + 1soll Der Elektrolytkondensator wird mithin durch den Strom-IC positiv aufgeladen. Erreicht dabei die Spannung am Elektrolytkondensator 3 die Zenerdiodenspannung, so fließt über diese der Strom-IC als Differenzstrom 15011 g instr' vorausgesetzt, es wird unterstellt, daß der über die Dioden 1 und 2 fließende Strom 1HK O A beträgt. In diesem Betriebszustand sind die Dioden 1 und 2 gesperrt. Die Zenerspannung der Zenerdiode ist so groß, daß die Dioden in diesem Betriebszustand nicht leitend schalten können.
• 2. Wird der Strahlstrom hingegen größer als der Maximalwert, d.h., ist er größer als 1HK + Isoll' so entlädt sich der aufgeladene Elektrolytkondensator 3 und die Dioden 1 und 2 werden leitend.
• Über die Widerstände 7 und 8 fließt ein erhöhter Strom, so daß auch die Spannungsabfälle an den Widerständen 7 und 8 größer sind, wodurch die an den Abgriffen H und K als Regelspannung für die Helligkeits- und Kontrasteinsteller abgegriffenen Spannungen kleiner werden. Helligkeit und Kontrast werden zurückgeregelt, wodurch der über die Hochspannungsquelle 6 der Bildröhre zur Katode hinfließende Strahlstrom ebenfalls kleiner wird. Es stellt sich dadurch ein stabiler Zustand ein, bei dem der Strahl strom bei entladenem Kondensator 1HK + soll ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche Schaltungsanordnung zur automatischen Strahlstrombegrenzung einer Bildröhre, mit der eine Stromquelle gekoppelt ist, welche einen bestimmten Strom entsprechend einem Grenzwert des Strahlstroms, von dem ab die Begrenzung erfolgen soll, liefert,und aus welcher der Strahlstrom, solange er unter diesem Grenzwert liegt, entnommen wird,und mit einer Steuerschaltung zur Ableitung eines der Größe des Strahlstroms bei Überschreitung des Grenzwertes entsprechenden Steuersignals, die ein passives Stromleitungselement enthält, dessen Eingangselektrode mit der Stromquelle gekoppelt ist, und das über seine Ausgangselektrode das Steuersignal für die Strombegrenzung liefert, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das passive Stromleitungselement aus einer Diode (1,2) besteht, die mit ihrer Anode an einer relativ hochohmigen Spannungsquelle (U1, U2) zum Einstellen des Kontrast- und/oder Helligkeitsreglers (H,K) verbunden ist, und daß die Katode der Diode (1,2) mit einem Ladekondensator (3) verbunden ist, der von einer Spannungsquelle (U3) über einen Widerstand (4) mit einem konstanten Ladestrom, der dem normalen Ladestrom entspricht, aufgeladen wird, und daß parallel zum Kondensator (3) eine Zenerdiode (5) derart angeordnet ist, daß der Kondensator (3) bis zum Erreichen der Zenerspannung aufgeladen wird, wobei die Zenerspannung so groß ist, daß die Diode (1,2) gesperrt ist, und daß der Verbindungspunkt zwischen der Zenerdiode (5) und dem Kondensator (3) mit der den Strahlstrom liefernden Hochspannungsquelle (6) für die Bildröhre verbunden ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile so dimensioniert sind, daß der über die Diode (1,2) fließende Strom im Falle des Anstieges des Strahlstroms über seinen höchstzulässigen Maximalwert größer gegenüber dem Sollwert des Strahlstroms wird, der durch den Ladewiderstand (4) eingestellt ist, und daß die Spannung der Zenerdiode (5) so groß ist, daß die Diode beim Einstellen des Strahlstroms auf den Sollwert wieder sperrt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquellen (U1,U2) für die Kontrast- und Helligkeitsregler (H,K) über jeweils eine Diode (1,2), die über die Katoden miteinander und gemeinsam mit dem Kondensator (3) verbunden sind, durch den Spannungszustand am Kondensator (3) parallel geschaltet werden, und daß bei einem über den Maximalwert hinausgehenden Strahlstrom beide Dioden leitend schalten, wobei durch den größeren Spannungsabfall an den Längswiderständen (7,8), die in Serie mit den Dioden geschaltet sind, die von den Widerständen abgreifbaren Helligkeits- und Kontrasteinstellspannungen kleiner werden.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längswiderstände (7,8) so dimensioniert sind, daß die abgreifbaren Spannungen für die Helligkeits- und Kontrastregler jeweils auf einen bestimmten Wert begrenzt sind.